宽带光学滤波器的传输特性及优化设计研究

发布时间：2024-05-27 00:23

　　在大型激光装置中,光束受光学元件的表面缺陷、介质热效应和非线性效应等因素影响,导致传输过程中引入了振幅或者相位调制,使其光束质量下降。光束质量是激光输出功率受限的主要原因之一,为了提升激光的光束质量,高功率激光装置中需要采用必要的空间滤波器,有效除去光束中部分非线性增长较快的中高频空间频率成分,改善光束的近场和远场均匀性,大大提高光束质量。早期的空间滤波研究工作主要着重于单色光和准单色光,如传统的4F空间滤波器、狭缝滤波器和基于布拉格体光栅的角选择空间滤波器等。随着超快激光技术的发展,激光的脉宽已经低至飞秒、甚至阿秒量级,因而激光具有一定频谱宽度。传统的空间滤波器并不能满足宽带光的滤波需求,如何针对宽带光进行滤波,获得高光束质量的宽带激光输出是一个重要的研究课题。本文以浮雕光栅为色散元件,布拉格体光栅为滤波元件组成宽带光学滤波器,并对其光学传输特性进行分析与优化,主要开展了以下研究工作:(1)研究和分析了宽带光学滤波器的理论模型,并建立三块式与四块式两种宽带光学滤波器的结构模型。针对中心波长1053nm,工作带宽200nm,高系统衍射效率等要求,优化设计了三块式宽带光学滤波器及给出结构...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1空间频率区域划分

图1-1空间频率区域划分滤波器能够除去光束中的中高频空间频率成分，这些空频组分因所在，从而改善光束分布的均匀性，大大提高光束质量。空的不同进行分类，可以分为聚焦型以及非聚焦型两大种类。其主要包括针孔型空间滤波器、狭缝型空间滤波器等，主要利用来实现低通滤波的功能；非聚焦型空间滤....

图1-24F针孔型空间滤波器

滤波方式的不同进行分类，可以分为聚焦型以及非聚焦型两大种类。其中，聚焦型空间滤波器主要包括针孔型空间滤波器、狭缝型空间滤波器等，主要利用透镜的傅里叶变换性质来实现低通滤波的功能；非聚焦型空间滤波器则有布拉格体光栅、薄膜等，可以直接作用于光束近场。针孔型空间滤波器是高能激光装置中最....

图1-3“四柱透镜”狭缝滤波结构

图1-3“四柱透镜”狭缝滤波结构尽管聚焦型空间滤波器的滤波小孔类型与材料以及光束的聚焦方式在不断但仍然存在聚焦强度过高的问题。于是，科学家开始考虑是否能采取一种非聚焦法实现光束的低通滤波，从根本上解决高功率激光由于聚焦所导致的功率密度过一问题，体全息器件的发展无疑为这一想法的....

图1-4基于体光栅的非聚焦型空间滤波器：（1）透射型；（2）反射型

图1-3“四柱透镜”狭缝滤波结构尽管聚焦型空间滤波器的滤波小孔类型与材料以及光束的聚焦方式在不仍然存在聚焦强度过高的问题。于是，科学家开始考虑是否能采取一种非实现光束的低通滤波，从根本上解决高功率激光由于聚焦所导致的功率密问题，体全息器件的发展无疑为这一想法的实现创造了希望。....

本文编号：3982506